Картография почв

КАРТОГРАФИЯ ПОЧВ – наука о почвенных картах, методах их создания, их содержании, оформлении и пользовании ими. К.п. — отрасль картографии и важный раздел почвоведения. В зависимости от масштабов почвенных карт, которые связаны с их назначением, методы работ по К.п. различны. Однако в основе их лежат принципы, разработанные В.В.Докучаевым и его последователями, совместное изучение почв и факторов почвообразования. При составлении почвенных карт — детальных (1: 2 000 —1: 5 000), крупных (1: 10 000—1: 50 000) и до последнего времени средних (1: 100 000 —1: 300 000) масштабов используется метод полевой почвенной съемки, т.е. изучение профилей почв и их связей с факторами почвообразования на местности, в поле. При полевой съемке различают 3 периода: подготовительный камеральный, полевой и послеполевой камеральный. В подготовительный период собирают все необходимые картографические и литературные материалы для полевой съемки: топографические карты, материалы аэро- или космической фотосъемки, карты растительности, почвообразующих пород, использования земель, предыдущих почвенных съемок и др. В полевой период исследуются почвы, элементарные почвенные структуры и условия их образования, закладываются и описываются почвенные разрезы, берутся образцы почв, разрабатывается легенда карты, устанавливаются дешифровочные признаки почв и элементарных почвенных структур, и путем использования сравнительно-географического метода составляется полевая почвенная карта, собираются другие сведения. В послеполевой камеральный период исследуются в лаборатории образцы почв, уточняется легенда карты, составляется окончательный авторский вариант почвенной карты, производится ее чистовое вычерчивание и красочное оформление.

Так как к настоящему времени на все земли сельскохозяйственного пользования России составлены крупномасштабные почвенные карты, то рекомендуется при повторных почвенных съемках применять метод корректировки этих карт по материалам аэрофотосъемки. В этом случае в подготовительный камеральный период выявляются все недочеты и изменения в почвенном покрове, составляется предварительная почвенная карта путем дешифрирования фотоснимков. Информацию о почвах, закономерностях их распределения и связях с факторами почвообразования получают из материалов предыдущих почвенных обследований (почвенных карт, дневников с описанием разрезов). Объем полевых работ в этом случае резко сокращается и выполняется только в местах изменений почвенного покрова, выявленных недочетов и отбора образцов для выявления изменений в свойствах почв. Наличие крупномасштабных почвенных карт на земли сельскохозяйственного пользования и использование материалов аэро- и космической фотосъемки позволяет в настоящее время составлять среднемасштабные почвенные карты камерально, путем генерализации содержания крупномасштабных почвенных карт и дешифрирования почвенного покрова по фотоснимкам на не обеспеченные почвенными картами участки. Полевые работы в этом случае сводятся к выборочной проверке правильности дешифрирования почвенного покрова по фотоснимкам. Почвенные карты мелких — (1: 500 000— 1: 1 000 000) и обзорных (мельче 1: 1 000 000) масштабов составляются камерально путем использования выборочной (ключевой) информации почвенных карт средних масштабов, литературных источников и информации с различных карт о факторах почвообразования (топографических, геологических, четвертичных отложений, растительности, климате и др.). Согласно принципам докучаевской почвенно-картографической школы, содержание почвенных карт составляют природные ареалы распространения почв в их классификационных подразделениях на генетические типы, подтипы, роды, виды, разновидности, являющиеся таксономическими выделами принятой классификации почв. Содержание почвенных карт помимо принятой классификации определяют масштаб и назначение карты. На картах более крупного масштаба почвенный покров может быть отражен с большей полнотой. При составлении почвенных карт разных масштабов прибегают к различным видам генерализации почвенного покрова: классификационному по преобладающей почве; классификационному — по компонентам; по структуре почвенного покрова; объединенному классификационно-структурному.

Классификационный метод генерализации предусматривает объединение почв близкого классификационного состава, например, видов одного рода в единый контур, которому присваивается наименование более высокой классификационной единицы — рода или подтипа. Генерализация по компонентам основана на показе преобладающей почвы и пренебрежении мелкими включениями других почв, если они занимают не более 10—15% площади выделенного контура. В случае же большей доли участия сопутствующих почв, большой их положительной или отрицательной производственной значимости такие почвы показывают внемасштабными значками. Структурный метод генерализации основан на типизации почвенной неоднородности и отображения ее на картах. Выделяют 6 типов неоднородности почвенного покрова: комплексы, пятнистости, мозаики, ташеты, сочетания и вариации. На почвенных картах разных масштабов отражают различные уровни организации почвенного покрова: элементарные почвенные ареалы; микроструктуры или элементарные почвенные структуры; к которым относятся комплексы, пятнистости, мозаики и ташеты; мезоструктуры, которыми являются сочетания и вариации; почвенный район; почвенный округ; страна.

На детальных почвенных картах отображается первый уровень организации почвенного покрова, т.е. смена почв в связи с изменением нано- и микрорельефа, почвообразующих, подстилающих пород и т.д. При составлении детальных почвенных карт ограниченно прибегают к тому или иному виду генерализации почв и отображают все виды, подвиды и разновидности, согласно принятой классификации. На крупномасштабных почвенных картах отображаются уже основные закономерности распределения почв, связанные с элементами и мелкими формами мезорельефа. В таксономическом отношении такие выделы также представляют наиболее низшие единицы классификации (виды и разновидности). Но часто выделение видов производится не по ряду признаков, а одному, двум наиболее важным в производственном отношении. Таким образом, при составлении крупномасштабных почвенных карт производится прежде всего некоторая классификационная генерализация. Благодаря этому достигается возможность показа многих контуров однородного состава, т.е. отображения условно однородных элементарных почвенных ареалов, связанных с различными элементами и формами мезорельефа. Вместе с тем на этих картах значительный процент контуров составляют элементарные почвенные структуры, т.е. второй уровень организации почвенного покрова. На средне- и мелкомасштабных почвенных картах фиксируется размещение почв в связи с крупноразмерными элементами мезорельефа, формами мезо- и макрорельефа и другими изменениями ландшафта крупного порядка. Однако при составлении этих карт генерализация почвенного покрова методами использования классификационных единиц более высокого ранга применяется ограниченно. На этих картах, так же как и на охарактеризованных выше крупномасштабных, выделяются виды почв и их разновидности по гранулометрическому составу. Это достигается разными путями — применяется классификационный метод генерализации по преобладающей почве, показ сопутствующих почв внемасштабным значком, сочетаний, вариаций почв, т.е. третьего уровня организации почвенного покрова. На обзорных почвенных картах разных масштабов отображаются следующие уровни организации почвенного покрова — почвенные районы, округа, страны. Почвенный район характеризуется закономерным чередованием определенных мезоструктур почвенного покрова. Почвенному округу свойственен определенный состав и генезис почвообразующих пород. Он включает группу районов, характеризующихся единым набором почвенных мезо- и микроструктур. Страна объединяет группу округов с едиными генетико-геохимическими особенностями и факторами дифференциации почвенного покрова.

М.С.Симакова

Ключевые слова: КАРТОГРАФИЯ ПОЧВГруппировка почвенных карт по масштабам, их содержание и назначение. Почвенные карты подразделяют на обзорные, мелкомасштабные, среднемасштабные, крупномасштабные и детальные.
Обзорные почвенные карты (масштаб 1:2500000 и мельче) — это карты обширных территорий (материков, государств и крупных природных регионов), используются в учебных и научных целях. Основное их назначение — выявление закономерностей пространственного размещения почвенного покрова, связанных с географическим положением, биоклиматическими условиями природных поясов, зон, подзон, фаций, провинций. На обзорных почвенных картах отображаются типы, подтипы, иногда роды и преобладающий механический состав почв.
Мелкомасштабные почвенные карты (масштаб 1:1000000 — 1:500000) характеризуют почвы республик, краев и областей, предназначены для природного и сельскохозяйственного районирования, государственного учета земель, районирования сельскохозяйственных культур. Мелкомасштабные почвенные карты более информативны, по сравнению с обзорными, в детализации почвенного покрова. Как обзорные, так и мелкомасштабные почвенные карты основываются на двух принципах генерализации: классификационном и по преобладающей почве. В связи с тем, что автоморфные почвы преобладают, они, как правило, являются главными элементами легенды мелкомасштабных и обзорных карт. Все чаще на мелкомасштабных и обзорных почвенных картах показывают не преобладающие почвы, а почвенные комбинации, или типы структур почвенного покрова.
Среднемасштабные почвенные карты (масштаб 1:300000 — 1:100000) составляют для административных районов, краев, областей. Они служат для планирования, распределения минеральных удобрений и химических мелиорантов, выявления почв, нуждающихся в мелиорации. Эти карты несут довольно подробную информацию о почвенном покрове, вплоть до выделения разновидностей. Контуры среднемасштабных карт изображают преобладающие почвы с элементами мезо- и микроструктур почвенного покрова. Среднемасштабное картографирование в течение длительного времени основывалось на полевых маршрутных исследованиях, дополняемых изучением ключей, теперь среднемасштабные карты составляют на основе обобщения крупномасштабных.
Крупномасштабные почвенные карты (масштаб 1:50000 — 1:10000) составляют для территорий колхозов и совхозов, акционерных общественных, фермерских хозяйств и др. Их применяют для внутрихозяйственного землеустройства, для дифференцированного использования различных почвенных разновидностей, бонитировки почв, орошения, осушения и др.
Содержание контура крупномасштабных почвенных карт определяется детальностью принятой классификации. Для этих карт характерно также генерализованное изображение, которое отражает первую ступень обобщения, проводимого в поле.
Детальные почвенные карты (масштаб 1:5000 — 1:200) составляют для территорий небольших фермерских хозяйств, опытных станций, опытных полей, сортоиспытательных участков, питомников ценных культур и многолетних насаждений и др.
Содержание детальных карт — ареалы распространения низших таксономических единиц почв. Принципиальная особенность детальных карт заключается в том, что при их составлении не применяют приемы генерализации. На них отображают все почвенные разновидности, которые можно выделить при существующей классификации. Крупномасштабные и детальные почвенные обследования разделяют на три рабочих периода: подготовительный, полевой и камеральный.
Подготовительный период. В подготовительный период определяются объемы и планы работ, готовится картографическая основа, изучаются условия почвообразования и особенности почвенного покрова территории по литературным и другим источникам, составляется систематический список почв, изучаются особенности сельскохозяйственного использования почв, проводится предварительное ландшафтное дешифрирование аэрофотоснимков.
При планировании объемов работ определяется количество точек копания, исходя из нормативных материалов. Точки копания разделены на три вида: основные разрезы, полуразрезы и прикопки.
Основные разрезы закладывают в наиболее характерных местах, чтобы определить не только почву, но и почвообразующую породу, поэтому их глубина более 100 см, иногда до 300 см и более.
Полуразрезы служат для установления контуров распространения почв и выявления варьирования почвенных свойств. Они вскрывают основные генетические горизонты, но не достигают породы. Их глубина — 60-70 см и более.
Прикопки закладывают для уточнения границ распространения почв и установления различия в свойствах верхних горизонтов, например, мощности пахотного и подпахотного горизонтов. Глубина прикопок — 30-40 см.
Количество точек копания на определенной площади, согласно нормативам, зависит от категории сложности территорий и масштаба съемки.
Категории сложности выделяются в зависимости от пестроты (сложности почвенного покрова), рельефа и интенсивности сельскохозяйственного использования. Всего в России выделено 5 категорий. Районы таежно-лесной зоны относятся к наиболее сложным III-V категориям.
В таблице 37.1 представлены нормативные данные для определения количества точек копания, без прикопок, для территорий III, IV и V категорий сложности. Соотношение между основными разрезами, полуразрезами и прикопками при работе на топографической основе без материалов аэрофотосъемки - 1:4:5.

Бонитировка почв (от латинского bonitas - доброкачественность) — сравнительная оценка качества почв, их потенциального плодородия и производительной способности. Бонитет почв - показатель их качества, выраженный в баллах по отношению к почве с наиболее высоким потенциальным плодородием, балл которой принимается, обычно, равным 100%.
Оценку качества почв проводят по их свойствам, коррелирующим с урожайностью сельскохозяйственных культур. Отношение величины урожайности культуры или группы культур, в среднем за ряд лет, к баллу бонитета почвы представляет собой урожайную цену балла бонитета, которая является косвенным показателем уровня интенсивности и культуры земледелия.
Бонитировка почв развивалась вместе с наукой о почве. Научные основы бонитировки почв были разработаны В.В. Докучаевым и Н.М. Сибирцевым, которые в ее основу положили природные свойства почв. В России большое распространение получили региональные методы бонитировки, которые учитывали наряду с общерегиональными свойства почв отдельных регионов, в наибольшей степени коррелирующие с урожайностью сельскохозяйственных культур. При этом В.В. Докучаев указывал, что свойства почв носят зональный характер, и в разных зонах свойства, используемые для оценки, должны быть различными. Поэтому в России большое развитие получили региональные подходы к бонитировке почв. Среди наиболее крупных региональных исследований по оценке плодородия почв следует отметить работы П.П. Адерихина, Н.А. Благовидова, Ф.А. Гаврилюка, С.Н. Тайчинова, Н.Ф. Тюменцева, А.С. Фатьянова, С.А. Шувалова и других авторов.
Н.А. Благовидов разработал бонитировку почв для Ленинградской и прилегающих к ней областей. В качестве критериев оценки почв им предложены следующие показатели свойств почв: содержание гумуса, рНКСl, мощность пахотного слоя, гранулометрический состав, свойства почвообразующих пород (наличие в них или отсутствие карбонатов), свойства подпахотного горизонта. Кроме того при общей оценке земель, помимо качества почв, учитываются мезо- и микрорельеф, водный режим, раздробленность угодий и размер производственных участков пашни, которые оказывают большое влияние на производительную способность почв.
Ф.Я. Гаврилюк для бонитировки почв Ростовской области использовал только два показателя: мощность гумусового горизонта (А+АВ) и запасы гумуса в гумусовом горизонте. При этом вводятся поправки на гранулометрический состав и эродированность почв.

Для разработки систем земледелия используют картограммы агропроизводственной группировки, карты типизации земель, картограммы эродированности почв, солонцеватости, засоления, другие виды сопровождающих картограмм и пояснительные записки к ним.
Адаптивно-ландшафтная система земледелия, по В.И. Кирюшину, - "это система использования земли определенной агроэкологической группы, ориентированная на производство продукции экономически и экологически обусловленного количества и качества в соответствии с общественными (рыночными) потребностями, природными и производственными ресурсами, обеспечивающая устойчивость агроландшафта и воспроизводство почвенного плодородия". Совокупность адаптивно-ландшафтных систем земледелия в пределах природно-сельскохозяйственной провинции названа зонально-провинциальным комплексом, а в пределах сельскохозяйственного предприятия — хозяйственным агрокомплексом.
Системы земледелия, разрабатываемые для агроландшафтов с почвами низкого потенциального плодородия (дерново-подзолистые, светло-серые лесные, эродированные, переувлажненные и др.), должны быть ориентированы на повышение уровня плодородия; с почвами высокого потенциального плодородия (темно-серые, черноземы и др.) – на предотвращение деградационных процессов и сохранение плодородия.
Системы земледелия включают системы удобрений, обработки почв, химических и водных мелиораций, севооборотов, борьбы с сорняками и др. Материалы почвенных обследований используются во всех звеньях систем земледелия.
Системы земледелия на плакорных, хорошо дренируемых землях позволяют максимально интенсифицировать и применять современные технологии выращивания всех районированных сельскохозяйственных культур, которые разрабатываются с учетом гранулометрического состава, физико-химических, агрохимических и других свойств почв.
В зависимости от свойств почв дифференцируются дозы извести при известковании кислых почв, дозы органических удобрений, нормы и виды минеральных удобрений.
На склоновых, подверженных эрозии землях главное внимание уделяется мероприятиям по защите почв от эрозии. Это организационно-хозяйственные мероприятия, направленные на организацию территории с учетом предполагаемых мер по преодолению эрозионных процессов (размещение почвозащитных севооборотов, границ полей, лесонасаждений и др.)
Агротехнические мероприятия: почвозащитные обработки (глубокое рыхление без оборота пласта, контурные обработки), регулирование поверхностного стока дождевых и талых вод (щелевание, прерывистое бороздование, лункование и др.); фитомелиоративные (севообороты с многолетними травами, занятые пары, залужение ложбин, полосное размещение сельскохозяйственных культур и др.); внесение повышенных (на 20-30%) доз минеральных и органических удобрений. Сырьевой конвейер для производства травяной муки здесь создан из девяти видов сеяных многолетних трав. На хорошо осушенных участках получают высокие урожаи костреца безостого и ежи сборной; на слабоосушенных, временно затопляемых площадях удаются посевы двукисточника тростникового и бек-мании обыкновенной. В травосмеси включают также клевер гибридный, овсяницу луговую и тростниковую, полевицу белую. И пока незаменима, при недостатке других видов, тимофеевка луговая.
Цех производит семена трав для своих нужд, получая по 0,2—0,25 т/га семян. Семеноводство на выработках облегчается тем, что остаточный слой торфа практически лишен сорняков и посевы в подавляющем большинстве случаев остаются без сорных трав. Травы на сено и семена высевают беспокровно.
В цехе работает 15 человек, преимущественно механизаторы. Летом цех производит травяную муку, зимой — хвойную. За 6 лет работы здесь получено 3600 т травяной и 310 т хвойной муки, 71 т семян злаковых трав. Цех ежегодно приносит предприятию от 7 до 11 тыс. руб. чистой прибыли.
Сейчас посевы трав в объединении занимают 600 га рекультивированных торфяников. К концу 11-й пятилетки эту площадь намечено расширить до 1200 га. Ежегодное производство травяной муки возрастет до 3000 т.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что освоение торфяных выработок выгодно, хотя и требует некоторых материальных затрат.
В 1-й год освоения выработанные торфяники дают от 30 до 130 руб./га условно чистого дохода. Экономические показатели всегда лучше в том случае, когда выработанные участки передаются в сельскохозяйственную эксплуатацию без длительной задержки. Так, на Ореховском торфопредприятии Московской области стоимость освоения фрезерных полей до 3 лет после выработки составила 100—120 руб./га, от 4 до 10 лет — 200—280 руб./га, свыше 10 лет — 350—1000 руб./га. На Оричевском торфопредприятии Кировской области срок окупаемости затрат составил в среднем 4—6 лет при затратах на подготовку 1 га площади, равных 86 — 100 руб. Закономерность здесь одна: при замедленной смене добычи торфа сельскохозяйственным использованием выработанных площадей капитальные вложения возрастают в 8—10 раз. Поэтому за своевременной передачей выработанных участков и за дальнейшим их использованием после рекультивации должен быть установлен строгий контроль.
Затраты зависят также и от способа добычи торфа. Для участков, где торф добывали фрезами, затраты в среднем составляют 600 руб./га. На карьерах, где добычу вели с помощью формовочных машин, этот показатель достигает среднего уровня в 1000 руб./га. Для карьеров с гидродобычей затраты возрастают до 1500 руб./га. Формулы расчетов баллов бонитета дают возможность рассчитывать эти баллы для зональных типов почв. Для оценки внутризональных почв отдельных землепользований вводятся коэффициенты по гранулометрическому составу, степени эродированности, гидроморфизму, содержанию гумуса, солонцеватости, засолению, щебнистости и др. В табл. 37.5 приведен пример поправочных коэффициентов на смытость, солонцеватость и степень гидроморфизма.

Бонитировка почв на основе почвенно-экологических индексов.
И.И. Карманов разработал систему общей оценки почвенно-экологических условий для любых культур. В этой системе оценка производится с помощью почвенно-экологических индексов, которые рассчитываются по следующей формуле:

где ПЭи — почвенно-экологический индекс; р — средневзвешенная плотность метрового слоя почвы; n - полезный (безбалластный) объем почвы; прочие показатели те же, что и в формулах для расчетов баллов бонитета для отдельных культур.
При расчете по этой формуле за 100 принят почвенно-экологический индекс для черноземов типичных Краснодарского края (р = 1,2; n = 1,00; Σt>10° = 3500; КУ = 0,8; КК = 162).
Дополнительно вводятся поправки на содержание гумуса, питательных веществ, степень кислотности, солонцеватости, засоленности. Учитываются также крутизна и экспозиция склона. Совокупность климатических показателей в этой формуле позволяет рассчитать балл продуктивности климата. За 100 баллов принята продуктивность климата Краснодарского края, показатели которого были приведены выше. Сопоставление почвенно-экологических индексов с урожайностью отдельных культур позволяют оценить эффективность их выращивания и общую культуру земледелия.
По результатам бонитировки почв составляется картограмма бонитировки, на которой отражены баллы бонитета почвенных разностей.
Материалы бонитировки используются для регулирования налоговых сборов и экономической оценки земель.